بررسی تشکیل اسپینل در حضور نانوذرات نانوبوهمیت در سیستم آلومینا-منیزیا

اهمیت اسپینل به عنوان یک فاز مناسب در ریزساختار دیر گدازها، تلاش های گسترده ای را برای تشکیل این فاز در ده های پایین تر و به مقدار بیشتر به همراه داشته است. از طرف دیگر گسترش روز افزون علم نانو در صنایع مختلف به عنوان پتانسیلی برای مطالعه رفتار دیر گدازها در حضور ذرات نانو مورد توجه قرار گرفت و به این ترتیب در این پژوهش نانوبوهمیت به عنوان افزودنی مناسب برای تشویق تشکیل اسپینل در دماهای پایین تر انتخاب و رفتار آن در سیستم آلومینا- منیزیا مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا ایجاد یک دیسپرژن همگن از نانوبوهمیت با توجه به ویژگی های نانوبوهمیت مورد بررسی قرار گرفت در ادامه دیسپرژن نانوبوهمیت به مخلوط استوکیومتری منیزیا و آلومینا که به مدت یک ساعت و به صورت خشک مخلوط گردیده بود اضافه شد. مخلوط حاصل نیز پس از خشک شدن پرس و در دماهای 700-1500c حرارت داده شد. بررسی همگن بودن مخلوط زمینه و مخلوط های حاوی نانوبوهمیت به کمک پراش پرتوی ایکس و آنالیز تبدیل فوریه پرتوی فروسرخ نشان داد که روش های مخلوط کردن در هر دو مورد موثر بوده است. مطالعات فازی نیز نشان دادند که استفاده از نانوبوهمیت دمای تشکیل اسپینل را در این سیستم حدودا 350 c کاهش می دهد و عملا از دمای 700 c می توان انتظار تشکیل آن بر روی سطح منیزیا را داشت. همچنین اسپینلی که در دماهای پایین تر تشکیل می گردد به عنوان جوانه زا برای تشکیل اسپینل عمل می کند و سبب می شود تا در هر دما با افزایش مقدار نانوبوهمیت اسپینل بیشتری تشکیل شود. البته کرچه با افزایش مقدار نانوبوهمیت ت 7% wt مقدار اسپینل تشکیل شده افزایش می یابد ولی بافزایش دمای پخت این نقش کمتر می شود. بررسی نمونه های حاوی آلومینا تبولار مشخص نمود که تاثیر نانوبوهمیت بر تشکیل اسپینل وابسته به نوع آلومینا در زمینه نبوده و در هر حالتی رفتار یکسان خواهد داشت. همچنین مقایسه رفتار نمونه های حاوی میکروبوهمیت و نانوبوهمیت نشان دهنده تاثیر بیشتر نانو در تشویق تشکیل اسپینل می باشد. به علت حضور ناخالصی کلسیا در منیزیا، در دماهای بالاتر از 1400 c مقداری فاز تیغه ای شکل هیبونیت تشکیل می شود که با استفاده از نانوبوهمیت مقدار آن کاهش می یابد.